Астрономы нашли скопление горячего газа на рекордном расстоянии
Команда астрономов с помощью телескопа ALMA обнаружила резервуар горячего газа в протоскоплении Паутины, которое существовало через 3 млрд лет после Большого взрыва. Температура газа достигает десятков миллионов градусов Цельсия. Это рекордная дистанция, на которой астрономы смогли зафиксировать наличие резервуаров горячего газа. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Скопления содержат в себе сотни, если не тысячи галактик. Однако у них есть и другой, менее очевидный, но не менее важный элемент — так называемая внутрикластерная среда (intracluster medium, ICM). Это нагретая плазма, которая занимает пространство между галактиками — иначе говоря, резервуар с горячим газом. Она состоит преимущественно из ионизированного водорода и гелия. И хотя внутрикластерная среда вносит гораздо больший вклад в вес скоплений, чем галактики, она до сих пор сравнительно слабо изучена.
В частности, астрономам не хватает данных о самых ранних фазах формирования внутрикластерной среды, так как обычно ученые исследуют их только в полностью сформировавшихся скоплениях галактик, которые расположены сравнительно недалеко от нас. Поэтому исследователи стремились найти внутрикластерную среду в далеких и еще формирующихся скоплениях. Теоретическое моделирование предсказывало ее наличие в некоторых регионах далекого космоса, но ученым никак не удавалось получить реальное подтверждение.
В новом исследовании астрономы сфокусировались на протоскоплении Паутины, которое существовало через 3 млрд лет после Большого взрыва. Ученые использовали так называемый эффект Сюняева — Зельдовича. Он возникает, когда свет от космического микроволнового фона — реликтового излучения Большого взрыва — проходит через внутрикластерную среду. Взаимодействуя внутри нее с быстро движущимися электронами в горячем газе, свет получает энергию, и его цвет слегка меняется.
С помощью телескопа ALMA астрономы отследили эти изменения и смогли оценить массу и форму внутрикластерной среды в протоскоплении Паутины. Ученые выяснили, что в протоскоплении есть обширный резервуар горячего газа, температура которого достигает нескольких десятков миллионов градусов Цельсия. Также исследователи выяснили, что масса горячего газа превышает массу холодного газа в тысячи раз. Это показывает, что через 10 млрд лет протоскопление Паутины превратится в массивное скопление галактик и увеличит свою массу минимум в 10 раз.
Ученые отмечают, что скопления галактик — одни из крупнейших объектов во Вселенной. Результаты работы показывают, что эти массивные структуры действительно начали формироваться относительно рано в истории Вселенной.
